Пионеры новой физики

"Эффект Пионеров" и его возможные объяснения

Пионеры Солнечной системы

— 28.02.08 18:50 —

ЛЕКТОР: Максим Пширков

ФОТО: holoscience.com

Эффект Пионеров и его возможные объяснения

Те, кто считал, что «научная карьера» космических аппаратов Pioneer 10 и 11 закончилась с их пролётом мимо планет-гигантов, ошибались. Когда учёные начали разбираться в особенностях их движения у границ Солнечной системы оказалось, что на них действует крохотная, но совершенно необъяснимая сила. Станет ли «Ускорение Пионеров» для физики XXI века тем же, чем для физики века XX стало вращение перигелия Меркурия, правильно объяснить которое смогла лишь революция в науке – теория относительности?

Максим Пширков
научный сотрудник ПРАО АКЦ ФИАН

В конце XIX века учёные считали, что здание физики в основном построено. Зоркие глаза замечали существование двух небольших «облачков», но все были уверены, что после того, как эти небольшие проблемы будут решены, построение физики окажется завершённым.

Этими облачками были результаты опытов Майкельсона и Морли, необъяснимые с точки зрения теории светоносного эфира, а также трудности с объяснением спектра излучения нагретого чёрного тела. Через несколько лет «облачка» были рассеяны, но из решения этих задач выросли два столпа физики XX века: теория относительности и квантовая механика.

Ситуация, сложившаяся в физике через сто с лишним лет, имеет похожий вид.

Конечно, количество «облачков» выросло, а сами они измельчали, так что большинство видны лишь узким специалистам в соответствующих областях. Однако есть и такие результаты, которые могут быть продемонстрированы широкой публике. Одним из них является так называемый «эффект Пионера» или «аномалия Пионера».

Эффект заключается в том, что на космические аппараты Pioneer 10 и Pioneer 11, находящиеся сейчас уже у границ Солнечной системы, действует какая-то очень маленькая, но до сих пор не объяснённая сила.

Миссия Pioneer была разработана в США в конце 1960-х. Её целью было исследование крупнейших планет, обращающихся вокруг Солнца: их атмосфер, магнитосфер, спутников, а также получение высококачественных фотографий столь удалённых объектов с близкого расстояния. Юпитер исследовали оба аппарата, а Сатурн - только Pioneer 11.

Орбиты аппаратов были рассчитаны таким образом, чтобы манёвр в сильном поле тяжести гигантских планет вызвал увеличение скорости Pioneer'ов, достаточное для того, чтобы они навсегда покинули Солнечную систему. Посылка аппаратов на такое удаление от Солнца - дело редкое и весьма дорогостоящее, поэтому учёные старались использовать представившуюся им возможность полностью. Pioneer'ы должны были исследовать межпланетную среду, космические лучи, солнечный ветер и многое другое. Также на обоих аппаратах были размещены идентичные золотые таблички с посланием внеземным цивилизациям.

Pioneer 10 был запущен с мыса Канаверал 2 марта 1972 года, Pioneer 11 - через год и месяц, 5 апреля 1973 года. Уже в декабре 1973 Pioneer 10 пролетел в окрестностях Юпитера и прислал фотографии самой крупной планеты Солнечной системы. 13 июня 1983 аппарат пересёк орбиту Нептуна, который на тот момент был внешней планеты системы. Миссия продолжалась до конца марта 1997, но телеметрия продолжала поступать до конца апреля 2002, когда космический аппарат находился на расстоянии 12 миллиардов километров от Земли (80 астрономических единиц). Последний раз очень слабый сигнал был зарегистрирован 23 января 2003 года.

Pioneer 11 долетел до Юпитера в декабре 1974, в сентябре 1979 он пролетел мимо Сатурна. Связь с ним оборвалась в ноябре 1995. До февраля 1998 Pioneer 10 был самым удалённым аппаратом, созданным человечеством (после этого майка лидера перешла к Voyager'у-1); через два миллиона лет, пролетев 68 световых лет, он достигнет звезды Альдебаран в созвездии Тельца. Навигационное сопровождение аппаратов было настолько точным, что данные о положении были использованы для поиска объектов за орбитой Плутона и гравитационных волн с длиной волны около нескольких световых часов.